Малюнок 1. Вихідні тонкі плівки титану, отримані на скляній підкладці, покритій легованим фтором діоксидом титану (FTO). a. Зображення, отримане методом емісійної скануючої електронної мікроскопії для поперечного перерізу плівки товщиною 20 мкм. На вставці представлений вид плівки зверху. b. Спектр відображення плівок. На вставці представлені фотографії плівок (t товщина плівки).
Малюнок 2. Плівки масивів нанотрубок діоксиду титану, нанесені на скло, покрите FTO. a. Зображення, отримане методом емісійної скануючої електронної мікроскопії масиву нанотрубок завдовжки 20 мкм. b. Вид нанотрубок зверху. c. Фотографії прозорих плівок різної товщини (L). d. Фотографія, отримана методом просвічує емісійної мікроскопії і мікродіфракціонная електронограмма ділянки нанотрубки довжиною 17.6 мкм, виготовлена з титанової плівки товщиною 20 мкм. Мікродифракції електронів доводить присутність фази анатазу.
Малюнок 3. Оптичний спектр плівок нанотрубок діоксиду титану. Суцільна крива характеризує пропускання плівок нанотрубок TiO2 різної довжини. Нанотрубки довжиною 33 мкм і більше були отримані при напрузі 30 В і володіють розміром пір 95 нм і товщину стінок 10 нм. Винятком є плівка товщиною 4 мм, отримана при напрузі 15 В, що володіє порами розміром 58 нм і товщиною стінок 10 нм. Ця плівка демонструє збільшене пропускання (чорна крива) в порівнянні з плівкою тієї ж товщини, але з порами розміром 95 нм (пурпурна крива). Спектр відображення TEC 15 і плівки нанотрубок завдовжки 0.8 мкм на TEC 15 зображені як штрихова лінія.
Покращуючи осередок Гретцеля
З кожним роком розвинені країни намагаються збільшувати питому вагу поновлюваних джерел енергії в своєму паливно-енергетичному комплексі. Незважаючи на величезні зусилля, що вживаються в останні десятиліття в цій галузі, і досягнення певних успіхів, ефективність сонячної і вітроенергетики, найбільш безпечних і екологічних поновлюваних джерел енергії, залишається досить низькою, а, отже, досить дорогий. З цієї причини в плані підвищення ефективності перспективним типом сонячних батарей є фотосенсібілізірованних сонячні батареї (осередки Гретцеля). Поясненням тому служить низька собівартість і простота виробництва такого типу сонячних батарей. Коротко про пристрій осередку Гретцеля можна прочитати тут.
Останнім часом з'явився ряд досліджень, в яких описується отримання осередків, в яких замість високопористого нанокристалічного діоксиду титану використовується масив нанотрубок TiO2 у вигляді мембран, нанесених на скло, покрите діоксидом олова, легованих фтором (FTO) для підвищення електропровідності. Однак творці такого різновиду осередку Гретцеля зіткнулися з трьома проблемами. Перша проблема - це складність отримання однорідної, низкопористой плівки діоксиду титану товщиною 10 мкм на поверхні FTO, яка має достатню високу адгезію, опором до негативного впливу термічних і інших процесів, що протікають при виробництві осередку Гретцеля. По-друге, необхідно домогтися рівномірної прозорості плівки діоксиду титану. І, нарешті, по-третє, в даний час важко отримати нанотрубки значної довжини під фторсодержащих безводних органічних електролітах, що використовуються при анодуванні, уникаючи при цьому "відколів" і агрегації нанотрубок.
Подолати ці проблеми спробували ісседователямі з університету Пенсільванії. Для вирішення першої з вищезгаданих проблем американські вчені запропонували бомбардувати плівку нанотрубок діоксиду титану високоенергетичними іонами аргону, що утворюються при високочастотному магнетронном розпиленні в атмосфері аргону. Другу і третю проблему дослідники вирішили відповідним підбором провідності електроліту, що дозволило отримати довгі, однорідні, дезагреговані прозорі плівки нанотрубок. Однак в разі досить товстих плівок діоксиду титану подібний підхід не дозволив повністю впоратися з другою проблемою, оскільки на кордоні розділу електроліт-повітря залишався непрозорий ділянку. Тому вчені запропонували нанести на кордон розділу другий тонкий шар плівки. В результаті вдалося домогтися успіху і показати перспективність запропонованого підходу для подальшого розвитку сонячної енергетики.
Дякуємо! Врахую в подальшому!
Досвід навчання в області нанотехнологічного технопідприємництво
У цьому опитуванні ми просимо поділитися досвідом і Вашим ставленням до нанотехнологічної технопідприємництво і суміжних галузей. Заранее спасибо за Вашу небайдужість!
Проектна робота
Сьогодні стає все більш популярною так звана проектна робота школярів, однак на цей рахунок є дуже різні думки. Ми були б вдячні, якби Ви висловили коротко свою думку з цього приводу шляхом голосування. Заздалегідь вдячні!